DE10116827B4

DE10116827B4 - Bildsensor

Info

Publication number: DE10116827B4
Application number: DE10116827A
Authority: DE
Inventors: Sukeyuki Sayama Shinotsuka; Nobuhiro Sayama Fueki; Jiro Sayama Kurita; Katsuhiko Sayama Takebe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2001-04-04
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: CN1187837C; KR20020027155A; CA2342474C; DE10116827A1; CA2342474A1; JP2002204398A; US20020041404A1; US7176435B2; CN1348304A; KR100423349B1; TW522726B

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer ein Einheitspixel repräsentierenden Lichtsensorschaltung, welche umfasst:
– ein fotoelektrisches Umwandlungselement (PD) mit einer parasitären Kapazität (C), welches einen zu einer einfallenden Lichtmenge (Ls) proportionalen Strom erzeugt,
– einen ersten Transistor (Q1), dessen Source zur Umwandlung des Stroms des fotoelektrisches Umwandlungselements (PD) in eine Spannung (Vpd) mit dem fotoelektrischen Umwandlungselement (PD) verbunden ist und dessen Drain mit einer Spannungsquelle verbunden ist, deren Spannung (VD) zwischen einem hohen Spannungspegel (H) und einem niedrigen Spannungspegel (L) umschaltbar ist,
– eine mit der Source des ersten Transistors (Q1) verbundene und durch einen Auslesesignalimpuls (VS) betätigbare Ausleseschaltung (Q2, Q3) zur Abgabe eines der einfallenden Lichtmenge (Ls) entsprechenden Signals,
wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
– Anlegen einer konstanten Spannung (VG) an das Gate des ersten Transistors (Q1) derart, dass dieser in einem Zustand schwacher Inversion arbeitet, so dass er sourceseitig den Strom des fotoelektrischen Umwandlungselements (PD)...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Bildsensors gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine in Anspruch 1 bezeichnete Lichtsensorschaltung ist bereits aus der WO 99/60777 A1 bekannt. Die bekannte Lichtsensorschaltung wird jedoch nach einem anderen Verfahren betrieben als die Lichtsensorschaltung der vorliegenden Erfindung.

Gemäß dem in der WO 99/60777 A1 geschilderten Betriebsverfahren wird die Lichtsensorschaltung zunächst zurückgesetzt ("reset"). Nach einer Phase möglichen Lichteinfalls wird dann der Spannungswert einer parasitären Kapazität ausgelesen.

Zum Zurücksetzen der Lichtsensorschaltung wird an das Gate des ersten Transistors eine Spannung von 3,3 Volt angelegt. Dabei befindet sich der erste Transistor nicht in einem Subtreshold-Betriebsbereich sondern in einem normalen Betriebsbereich. Der in den 2 bis 5 der WO 99/60777 A1 mit 25 bezeichnete Kontaktpunkt der Lichtsensorschaltung stellt eine parasitäre Kapazität dar. Während des Anlegens der Spannung von 3,3 Volt ist der erste Transistor leitend bzw. weist einen niedrigen Widerstand auf und verbindet somit die parasitäre Kapazität mit einer Spannungsquelle. Die parasitäre Kapazität wird somit durch Verbindung mit dem Potential aufgeladen.

Nach dem Aufladen wird ein an der parasitären Kapazität evtl. vorhandener Spannungs-Offset beseitigt. Hierzu wird die Spannung am Gate des ersten Transistors auf einen Wert knapp unterhalb des Schwellenwerts gesetzt. Der erste Transistor arbeitet dann vorübergehend als so genannte "weak current source" im Subthreshold-Bereich. Die durch den ersten Transistor als "weak current source" bereitgestellten Minoritätsträger dienen dazu, ein "Rücksetzrauschen" ("reset noise") zu beseitigen. Dies geschieht dadurch, dass die Ausgangssignale einer Lichtsensorschaltung mit einer Bezugsspannung verglichen werden. Die "weak current source" wird durch Beenden des Subtreshold-Betriebs (Erhöhen der Gate-Spannung) des ersten Transistors dann abgeschaltet, wenn der vorgeschiebene Spannungspegel erreicht ist (siehe hierzu Seite 5, Zeilen 6 und 7, Seite 5, Zeile 27, bis Seite 6, Zeile 21, sowie Seite 12, Zeile 3, bis Seite 13, Zeile 3, und weiterhin Seite 13, Zeilen 7 bis 16, der WO 99/60777 A1).

In Vorbereitung des Auslesens und des Rücksetzens der Lichtsensorschaltung wird die Drainspannung auf etwa 2,5 Volt gesetzt. Wie auf Seite 10, Zeilen 20 bis 22, der WO 99/60777 A1 beschrieben ist, ist die Drainspannung V_RST dann, wenn eine Lichtsensorschaltung gerade ausgelesen wird, auf 2,5 Volt (hoher Spannungspegel) und die übrige Zeit auf Erdpotential (niedriger Spannungspegel) gesetzt. Das Auslesen selbst geschieht durch Anlegen eines Auslesesignalimpulses an einen dritten Transistor, während der Zeitdauer in welcher die Drainspannung des ersten Transistors auf den hohen Spannungspegel von 2,5 Volt gesetzt ist.

Mit diesem bekannten Verfahren gemäß der WO 99/60777 A1 wird erreicht, dass eine nach dem. Verarmungsprinzip arbeitende Lichtsensorschaltung, d.h. ein zuvor auf ein vorbestimmtes Potential geladener Kondensator wird bei Lichteinfall durch eine mit ihm verbundene Fotodiode entladen, vor einem Auslesen auf ein definiertes Ausgangspotential aufgeladen werden kann.

Auf weiteren Stand der Technik wird im Folgenden hingewiesen:
Die japanischen Offenlegungsschriften Nr.5-219443 A und Nr.7-46481 A offenbaren einen herkömmlichen Bildsensor vom MOS-Transistortyp, bei welchem eine Lichtsensorschaltung für ein Pixel, wie in 1 gezeigt ist, eine Fotodiode PD umfasst, welche als ein fotoelektrisches Umwandlungselement zur Erzeugung eines Sensorstroms arbeitet, der zur Menge an darauf fallendem einfallendem Licht Ls proportional ist, welche einen Transistor Q1 umfasst, der eine logarithmische Ausgabecharakteristik in einem schwachen invertierten Zustand aufweist, um den in der Fotodiode erzeugten Sensorstrom unter Verwendung der Eigenschaft seines Unterschwellenbereichs in ein Spannungssignal Vpd umzuwandeln, welche einen Transistor Q2 umfasst, um das Spannungssignal Vpd zu verstärken, und welche einen Transistor Q3 umfasst, um ein Sensorsignal nach Maßgabe eines Zeitgeberimpulses eines Auslesesignals Vs auszugeben, und welcher gekennzeichnet ist durch seinen breiten dynamischen Bereich, den man erhält, indem man der Ausgabe eine logarithmische Charakteristik gibt, wodurch die hohe Empfindlichkeit einer Lichtsignalerfassung erreicht wird.

Die Bildsensoren des Standes der Technik, welche Lichtsensorschaltungen als jeweilige Pixel verwenden, in denen in einem fotoelektrischen Umwandlungselement ein Sensorstrom proportional zum einfallenden Licht erzeugt wird und unter Verwendung eines Transistors vom MOS-Typ mit einer logarithmischen Ausgabecharakteristik in einem schwachen invertierten Zustand in ein Spannungssignal umgewandelt wird, weisen jedoch immer noch ein Problem dahingehend auf, dass bei einer verringerten Menge an einfallender Beleuchtung, welche auf das fotoelektrische Umwandlungselement fällt, ein unerwünschtes Nachleuchten eines jeden Pixels auftritt.

Die oben erwähnte Lichtsensorschaltung kann einen Sensorstrom in dem Transistor Q1 erzeugen, während eine ausreichende Menge an Licht Ls auf die Fotodiode PD fällt, und kann daher ein Lichtsignal bei einer Antwortgeschwindigkeit erzeugen, welche ausreicht, dass kein Nachbild des Pixels aufgrund eines relativ geringen Widerstandwerts des Transistors Q1 erzeugt wird. Jedoch ist der Transistor Q1 derart eingestellt, dass er mit einem um eine Größenordnung erhöhten Widerstand arbeitet, wenn ein Strom darin um eine Größenordnung abnimmt. Daher bewirkt eine Abnahme des in dem Transistor Q1 fließenden Stroms mit einer Abnahme der auf die Fotodiode PD fallenden Menge an einfallendem Licht Ls, dass der Transistor Q1 seinen Widerstand schnell erhöht. Eine Zeitkonstante der Schaltung, welche eine parasitische Kapazität C (Verbindungskapazität plus Verdrahtungsstreukapazität) der Fotodiode PD mit dem erhöhten Widerstand enthält, ist erhöht, um die Zeit zu verlängern, welche für ein Entfernen einer in der parasitischen Kapazität C akkumulierten elektrischen Ladung notwendig ist. Als Folge kann dann, wenn die Menge an einfallendem Licht Ls abnimmt, für eine längere Dauer ein Nachbild zu sehen sein.

5 zeigt Eigenschaften eines veränderlichen Spannungssignals Vpd, wenn sich der Sensorstrom in der Fotodiode PD schnell von einem Wert IE-10A auf einen Wert IE-15A ändert.

Das Diagramm zeigt, dass dann, wenn ein Sensorsignal bei einem Intervall von 1/30 Sekunden ausgegeben wird, ein Spannungssignal Vpd nicht innerhalb der obigen Dauer mit einem Sensorstrom IE-12A, welcher der verringerten Menge an einfallendem Licht entspricht, das auf die Fotodiode PD fällt, gesättigt werden kann. Mit anderen Worten ist die zum Sättigendes Spannungssignals Vpd notwendige Zeit entsprechend einem mit einer verringerten Menge an auf die Fotodiode PD einfallendem Licht Ls verringerten Wert eines Sensorstroms verlängert.

Falls ein Sensorsignal nach Maßgabe von Zeitgeberimpulsen eines Lesesignals Vs, wie in 13 gezeigt ist, ausgegeben wird, erscheint daher eine Ausgabe mit einem derartigen Nachleuchten, welches zu einem früheren Zeitpunkt von einem höheren Pegel sein kann. In 13 bezeichnet Vpd' ein inverses verstärktes Spannungssignal, welches durch den Verstärkungstransistor Q2 erzeugt wird.

Die WO 00/30343 A1 zeigt ein Bildverarbeitungssystem mit einer Pixelmatrix bei welcher die Pixel durch eine Änderung der Gatespannung eines unmittelbar mit der Kathode einer Fotodiode verbunden MOSFET-Transistors zwischen linearer und logarithmischer Betriebsart schaltbar sind. Dadurch kann das Bildverarbeitungsystem wahlweise im linearen oder im logarithmischen Betriebsbereich arbeiten. Je nach Einsatzfällen, z.B. Fotos oder Objekterkennung, kann die eine oder die andere Betriebsart gewählt werden.

Der Nachteil eines Nachleuchteffekts ist in dieser Druckschrift weder angesprochen, noch sind Maßnahmen angegeben, einen solchen zu vermeiden.

Die JP 2000083198 A zeigt ebenfalls eine Lichtsensorschaltung gemäß dem Anspruch 1, wobei der erste Transistor wahlweise in einem linearen oder einem logarithmischen Betriebsbereich arbeiten kann.

Auch die JP 2000083198 A offenbart, dass an das Gate des ersten Transistors keine konstante Gatespannung angelegt wird, sondern diese zwischen unterschiedlichen Spannungsniveaus geschaltet wird, um eine Ladung oder Entladung des Kondensators zu steuern.

Die US 5,936,866 A zeigt eine Lichtsensorschaltung, welche der des Anspruchs 1 ähnlich ist. Die in dieser Druckschrift gezeigte Lichtsensorschaltung ist sowohl in einem linearen als auch in einem logarithmischen Zustand betreibbar. Dies bedeutet, der erste Transistor kann sich wahlweise in einem Sättigungszustand oder in einem Zustand schwacher Inversion befinden.

Eine Lichtsensorschaltung, welche derjenigen des Anspruchs 1 ähnlich ist, ist auch in der US 4,831,257 A gezeigt. Die dort gezeigte Lichtsensorschaltung umfasst einen Kondensator, welcher temperaturabhängig seine Kapazität ändert und somit für Infrarotlicht empfindlich ist.

Im Übrigen arbeitet die Lichtsensorschaltung der US 4,832,257 A wie jene der WO 99/60777 A1 nach dem Verarmungsprinzip, d.h. der infrarotlichtempfindliche Kondensator wird vor einer Lichterfassung aufgeladen und verringert dann durch Einfall von Infrarotlicht seine Ladung.

Die US 4,831,257 A offenbart weiterhin einen Bildsensor mit einer Mehrzahl von infrarotlichtempfindlichen Lichtsensorschaltungen, bei welchen die Drainspannungen aller ersten Transistoren der jeweiligen Lichtsensorschaltungen durch einen Regelkreis Temperatur kompensiert werden können (siehe Spalte 3, Zeilen 19 bis 26, der US 4,831,257 A ).

Für den Fall, dass für die Drainspannung und für einen Auslesesignalimpuls lediglich eine gemeinsame Leitung zur Verfügung steht, ist ein Logiksteuerungsschalter ("logic control switch") vorgesehen, um entweder die Drainspannung des Regelkreises oder den Auslesesignalimpuls über die gemeinsame Leitung zu führen (siehe Spalte 3, Zeilen 27 bis 41, der US 4, 831,257 A ).

Eine Lichtsensorschaltung des Anspruchs 1 ist schließlich aus der WO 99/53683 A1 bekannt.

Die Lichtsensorschaltung dieser Druckschrift wird in ähnlicher Weise betrieben wie die der WO 99/60777 A1. Eine parasitäre Kapazität wird zunächst aufgeladen. Dann wird ein vorhandenes "Rücksetzrauschen" durch Absenken der an das Gate des ersten Transistors angelegten Gatespannung eliminiert.

ABRISS DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannte Lichtsensorschaltung derart zu betreiben, dass sie auch bei gering einfallenden Lichtmengen ein die einfallende Lichtmenge möglichst fehlerfrei wiedergebendes Spannungssignal liefert, welches von einem Nachleuchteffekt möglichst nicht beeinflusst wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit allen Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann an einem Bildsensor realisiert sein, welcher aus Lichtsensorschaltungen besteht, die derart angeordnet sind, dass sie eine Matrix von Pixelschaltungen bilden, von denen jede in der Lage ist, in einem fotoelektrischen Element einen zur darauf fallenden Einfallslichtmenge proportionalen Strom zu erzeugen und den Strom durch Verwendung eines Transistors vom MOS-Typ mit einer logarithmischen Aus-Charakteristik in einem schwachen invertierten Zustand in ein entsprechendes Spannungssignal umzuwandeln. Dieser Bildsensor ist weiterhin mit einer Spannungs-Umschalteschaltung versehen, welche Drain-Spannungen der Transistoren für alle Pixel für eine spezifizierte Zeit von einem normalen auf einen niedrigeren Pegel ändert, um Ladungen zu entfernen, welche in parasitischen Kapazitäten von jeweiligen fotoelektrischen Umwandlungselementen akkumuliert sind, wodurch alle Pixel initialisiert werden, bevor Lichtsignale von ihnen erfasst werden. Selbst wenn die Sensorspannung mit einer verringerten Beleuchtung schnell abnehmen würde, kann daher jede Sensorschaltung sofort ein Spannungssignal erhalten, welches der zu diesem Moment einfallenden Lichtmenge entspricht, wodurch die Möglichkeit eines Auftretens von Nachleuchten des Pixels bei einer verringerten Menge an einfallendem Licht beseitigt wird.
Eine weitere Ausführungsfrom der vorliegenden Erfindung kann an einem Bildsensor realisiert sein, welcher aus Lichtsensorschaltungen besteht, die derart angeordnet sind, dass sie eine Matrix von mehreren entsprechenden Pixeln bilden, wobei Sensorsignale in einer Zeitfolge derart ausgelesen (abgetastet) werden, dass Pixelzeilen durch eine Pixelzeilen-Auswahlschaltung eine nach der anderen nacheinander ausgewählt werden, und dass Pixel durch eine Pixel-Auswahlschaltung in der ausgewählten Pixelzeile nacheinander ausgewählt werden, und wobei jedes Pixel in jeder auszuwählenden Pixelzeile bei der Zeitfolge, die für ein Lesen eines jeden Pixels aus der Zeile angepasst ist, derart initialisiert wird, dass eine Drain-Spannung eines MOS-Transistors für ein Zielpixel durch eine Spannungs-Umschalteschal tung für eine spezifizierte Zeit von einem normalen auf einen niedrigeren Pegel geändert wird, um eine Ladung zu entfernen, welche in einer parasitischen Kapazität eines betroffenen fotoelektrischen Umwandlungselements akkumuliert ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein elektrisches Schaltbild einer Lichtsensorschaltung für ein Pixel, welches als eine Einheitskomponente eines Bildsensors für ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
2 ist ein Zeitdiagramm von Signalen, welche in der Lichtsensorschaltung erzeugt werden sollen.
3 ist eine Mimikdarstellung eines Betriebszustands eines Transistors Q1 mit einem Fluss einer elektrischen Ladung (q) darin, wenn die Lichtsensorschaltung initialisiert wird.
4 ist eine Mimikdarstellung eines Betriebszustands eines Transistors Q1 mit einem Fluss einer elektrischen Ladung (q) darin, wenn ein Lichtsignal der Lichtsensorschaltung erfasst wird.
5 zeigt charakteristische Kurven eines Spannungssignals (Vpd), welches sich mit einer Änderung eines Sensorstroms einer Fotodiode (PD) in der Lichtsensorschaltung ändert.
6 zeigt charakteristische Kurven eines Spannungs-(Vpd)-Verstärkungssignals, wenn der Lichtsignal-Auslesevorgang bei einem spezifizierten Intervall durch die Lichtsensorschaltung wiederholt wird.
7 zeigt Ausgabecharakteristika von Pixelsignalen (Vo) mit einer Änderung der Menge an einfallendem Licht (Ls), welches auf eine Fotodiode der Lichtsensorschaltung fällt.
8 ist ein Blockdiagramm eines Bildsensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Zeitdiagramm von Signalen von Abschnitten des Bildsensors der vorliegenden Erfindung.
10 ist ein Zeitdiagramm von Signalen von Abschnitten des Bildsensors während der Zeit einer simultanen Initialisierung aller Pixel in dem Bildsensor.
11 ist ein Blockdiagramm eines Bildsensors gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Zeitdiagramm von Signalen von Abschnitten des Bildsensors der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt Ausgabecharakteristika eines Sensorsignals, welches nach Maßgabe eines spezifizierten Zeitgeberimpulses bei der verringerten Menge an einfallendem Licht, das auf eine Lichtsensorschaltung ohne Initialisierung des Bildsensors fällt, gelesen wird.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
1 veranschaulicht eine Lichtsensorschaltung, welche ein Einheitspixel repräsentiert, das als eine Einheitskomponente in einem Bildsensor verwendet wird, an welchem ein Verfahren der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
Die Lichtsensorschaltung umfasst eine Fotodiode PD zur Erzeugung eines Sensorstroms, welcher der Menge an einfallendem Licht Ls proportional ist, wenn ein Lichtsignal erfasst wird, welcher einen Transistor Q1 umfasst, um den in der Fotodiode PD fließenden Sensorstrom unter Verwendung seiner logarithmischen Ausgabecharakteristik in einem schwachen invertierten Zustand in eine entsprechende Spannung Vpd umzuwandeln, welcher einen Transistor Q2 umfasst, um das Spannungssignal Vpd zu verstärken und welcher einen Transistor Q3 vom MOS-Typ umfasst, um nach Maßgabe eines Zeitgeberimpulses eines Auslesesignals Vs ein Sensorsignal auszugeben. Dieser Sensor ist in der Lage, ein Lichtsignal bei einer hohen Empfindlichkeit aufgrund seines breiten dynamischen Bereichs zu erfassen, den man durch Verwenden seiner logarithmischen Ausgabecharakteristik erreicht.
Die Lichtsensorschaltung ist gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage, sich selbst vor einem Erfassen eines Lichtsignals durch Entfernen einer elektrischen Ladung, welche in einer parasitischen Kapazität C der Fotodiode PD akkumuliert ist, zu initalisieren, indem sie eine Drain-Spannung VD des Transistors Q1 vom MOS-Typ für eine spezifizierte Periode auf einen Pegel ändert, der niedriger als ein normaler ist. Dies versetzt die Lichtsensorschaltung in die Lage, unmittelbar selbst dann ein Spannungssignal zu erhalten, welches der Lichtmenge entspricht, die zu dieser Zeit auf sie fällt, wenn sich ein Sensorstrom schnell verändert. Daher kann die Lichtsensorschaltung kein Nachleuchten des Pixels bewirken, selbst mit einer geringen Menge an einfallendem Licht Ls.
2 zeigt ein Zeitdiagramm von Signalen, welche bei verschiedenen Abschnitten der Lichtsensorschaltung erzeugt werden. In 2 ist t1 der Initialisierungs-Zeitgeberimpuls und t2 ist der Lichtsignalerfassungs-Zeitgeberimpuls. Eine spezifizierte Zeit tm, für welche die Drain-Spannung VD des Transistors Q1 von einem normalen Wert (hoher Pegel H) zu einem niedrigeren Spannungswert (niedriger Pegel L) geschaltet und bei dem niedrigen Pegel L gehalten wird, wird beispielsweise im Falle eines Lesens eines Pixels bei einer Geschwindigkeit von etwa 100 Nanosekunden auf etwa 5 Mikrosekunden eingestellt. In 2 bezeichnet T eine Periode zur Akkumulation einer Ladung in einer parasitischen Kapazität C der Fotodiode PD, welche Periode etwa 1/30 (oder 1/60) Sekunde für ein NTSC-Signal beträgt.
In der Lichtsensorschaltung wird der Transistor Q1 dann, wenn die Drain-Spannung VD des Transistors Q1 vom MOS-Typ zur Initialisierung der Schaltung zu dem niedrigen Pegel L umgeschaltet worden ist, in den Niedrigwiderstandszustand gebracht, falls ein Potential zwischen der Gatterspannung VG und der Drain-Spannung VD größer ist als eine Schwelle des Transistors Q1. Daher wird das Source-Seitenpotential in diesem Augenblick gleich der Drain-Spannung VD (in der Praxis verbleibt immer noch ein Unterschied zwischen Potentialen), was bewirkt, dass die Verbindungskapazität C der Fotodiode C entladen wird.
3 veranschaulicht schematisch den Betrieb der Lichtsensorschaltung durch einen Fluss einer elektrischen Ladung q des Transistors Q1 bei der Initialisierung der Schaltung.
Sobald die Drain-Spannung VD des Transistors Q1 mit einem Verstreichen der Zeit tm auf den normalen Wert (hoher Pegel H) geändert worden ist und dann ein Lichtsignal erfasst wurde, wird das Source-Seitenpotential niedriger als die Drain-Spannung VD. Falls der Unterschied zwischen der Gate-Spannung VG und der Drain-Spannung größer als die Schwelle ist, erreicht der Transistor Q1 vom MOS-Typ den Niedrigwiderstandszustand und gestattet der Verbindungskapazität C der Fotodiode, wieder geladen zu werden.
4 veranschaulicht schematisch den Betrieb der Lichtsensorschaltung durch einen Fluss einer elektrischen Ladung q des Transistors Q1 beim Erfassen eines Lichtsignals. Die Verbindungskapazität C der Fotodiode PD wird zur Initialisierung der Lichtsensorschaltung vor einer Erfassung eines Lichtsignals entladen und dann geladen. In diesem Falle wird die Ausgangsspannung Vpd (eine Anschlussspannung der Fotodiode PD) mit einem Verstreichen einer spezifizierten Zeit vom Initialisierungszeitpunkt an zu einem Wert, welcher der Menge an einfallendem Licht Ls entspricht. Mit anderen Worten kann die Lichtsensorschaltung nach einer Initialisierung in Antwort auf eine Veränderung der Menge an einfallendem Licht eine Entladecharakteristik mit einer spezifizierten Zeitkonstanten erhalten.
Falls in diesem Falle die Lichtsensorschaltung für eine lange Zeit so gelassen wird, wie sie ist, wird ein Strom, welcher von der Drain-Spannung VD durch den Transistor Q1 hindurch zugeführt wird, gleich einem Strom, der in der Fotodiode PD fließt. Somit kann stets die gleiche Entladecharakteristik beibehalten werden, sofern keine Ladung zurückbleibt. Dies beseitigt die Möglichkeit eines Nachleuchtens von Pixeln.
Die Lichtsensorschaltung kann daher ein Sensorsignal erhalten, welches der Menge an einfallendem Licht Ls entspricht, ohne Nachleuchten des Pixels durch Erfassung eines Lichtsignals mit einem Verstreichen einer spezifizierten Zeit nach Initialisierung der Schaltung.
5 veranschaulicht die Änderungscharakteristika eines Spannungssignals Vpd mit einem schnell von IE-10A auf IE-15A geänderten Strom, in dem Falle einer Erfassung eines Lichtsignals bei einem Zeitpunkt von 1/30 Sekunde nach der Initialisierung.
6 zeigt Charakteristika des verstärkten Spannungssignals Vpd, wenn Lichtsignale wiederholt bei einem Intervall von 1/30 Sekunde gelesen wurden. Das Diagramm zeigt, dass die Signalcharakteristika, die jede 1/30 Sekunde erhaltenen werden, dem Sensorstrom entspricht, der zu der Menge an einfallendem Licht proportional ist, das auf die Fotodiode PD fällt, ohne ein Nachleuchten des Pixels.
7 zeigt die Ausgabecharakteristika des Sensorsignals, welche durch Verändem der auf die Fotodiode fallenden Menge an einfallendem Licht Ls erhalten wurden. Das Diagramm zeigt, dass das Sensorsignal bei dem Sensorstrom von IE-13A oder höher eine vollständig logarithmische Ausgabecharakteristik aufweist. Es wird ebenso gefunden, dass das ausgegebene Sensorsignal bei dem Sensorstrom von weniger als IE-13A nicht logarithmisch ist, jedoch kein Nachleuchten verursacht.
Das Diagramm zeigt weiterhin, dass die in 7(a) gezeigte Ausgabecharakteristik erhalten werden kann, indem die Schwelle des niedrigen Pegels L eingestellt wird, auf welchen die Drain-Spannung VD des Transistors Q1 umgeschaltet werden muss, und indem die Drain-Spannung verringert wird, bis der Transistor Q1 den Zustand eines vollständig niedrigen Widerstands erreicht. Im Gegensatz dazu kann die in 7(b) gezeigte normale logarithmische Ausgabecharakteristik erhalten werden, indem man die Steuer/Regelspannung VD auf den gleichen Wert einstellt, den die Gate-Spannung VG aufweist.
Daher ist die Ausgabecharakteristik von 7(a) von dem Nachleucht-Effekt frei, jedoch ist die Lichtsignalerfassungsempfindlichkeit bei einer kleinen Menge an einfallendem Licht reduziert, während die Ausgabecharakteristik von 7(b) eine hohe Erfassungsempfindlichkeit bei einer kleinen Menge an einfallendem Licht aufweisen kann, jedoch durch ein nennenswertes Nachleuchten begleitet wird. Mit anderen Worten, es besteht eine Einbußebeziehung zwischen der Erfassungsempfindlichkeit und dem Nachleuchten.
Daher ist es wünschenswert, die Drain-Spannung VD des Transistors unter der folgenden Bedingung auf einen Wert in einem Zwischenbereich zwi schen der in 7(a) gezeigten Ausgabecharakteristik und der logarithmischen Ausgabecharakteristik, wie sie in 7(b) gezeigt ist, einzustellen:
Für die Anwendungen, bei welchen das Nachleuchten zugelassen ist, muss die Drain-Spannung des Transistors auf einen Wert eingestellt sein, bei welchem man die höhere Erfassungsempfindlichkeit erhält. Im Gegensatz dazu muss die Drain-Spannung für die Anwendungen, bei welchen das Nachleuchten vermieden werden muss, auf einen Wert eingestellt sein, bei welchem kein Nachleuchten erzeugt werden kann. In der Praxis ist die Drain-Spannung VD auf einen Wert eingestellt, welcher so ausgewählt ist, dass man unter Berücksichtigung der aktuellen Anwendung und des tatsächlich gewährbaren Nachleuchtens die höchste Erfassungsempfindlichkeit erhält.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Betrieb eines Bildsensors gerichtet, welcher aus einer Anzahl der oben beschriebenen Lichtsensorschaltungen gebildet ist, die derart angeordnet sind, dass sie eine Matrix von Pixeln (d.h. Lichtsensorschaltungen) bilden, wobei Sensorsignale von jeweiligen Pixeln durch Abtasten in einer Zeitfolge gelesen werden und die Pixel in einer Zeit initialisiert werden können, welche auf das Auslese-Abtasten jeweiliger Sensorsignale angepasst ist.
8 veranschaulicht einen Bildsensor, an welchem eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung realisiert ist.
Der Bildsensor ist gebildet aus 4×4 Pixeln D11–D44, welche in einer Matrix von Pixelschaltungen angeordnet sind, in welcher eine Pixelzeile nach der anderen mit jeweiligen Auswahlsignalen LS1–LS4, die nacheinander von einer Pixelzeilenauswahlschaltung 1 ausgegeben werden, ausgewählt wird und in jeder ausgewählten Pixelzeile ein Pixel nach dem anderen als jeweiliges Sensorsignal derart ausgelesen wird, dass Auswahlsignale DS, welche nacheinander von einer Pixelauswahlschaltung 2 ausgegeben werden, entsprechende Schalter SW1–SW4 einschalten, um Sensorsignale in einer Zeitfolge zu lesen. In 8 bezeichnet Bezugszeichen 4 eine Stromquelle für eine Gate-Spannung VG des Transistors Q1, und Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Stromquelle für eine Drain-Spannung VD des Transistors Q1.
Der Bildsensor ist mit einer Spannungs-Umschalteschaltung 5 versehen, durch welche eine Drain-Spannung VD eines jeden Transistors Q1 für jedes Pixel von einem normalen Hoch-Pegel H durch die Wirkung eines spezifizierten Zeitgeberimpulses beim Auswählen einer jeden Zeile von Pixeln zu einem initialisierenden niedrigeren Pegel L geändert wird.
Der Betrieb des oben beschriebenen Bildsensors wird mit Bezugnahme auf 9 beschrieben werden, welche ein Zeitdiagramm von Signalen zeigt, die bei jeweiligen Abschnitten des Bildsensors erzeugt werden.
Wenn das Pixelzeilenauswahlsignal LS1 den hohen Pegel H erreicht hat, wird die erste Pixelzeile einschließlich Pixel (Lichtsensorschaltungen) D11, D12, D13 und D14 ausgewählt und die Pixelauswahlsignale DS1–DS4 erreichen, während einer spezifizierten Periode, während der das Signal LS1 auf dem hohen Pegel H bleibt, nacheinander den hohen Pegel H, um das aufeinander folgende Lesen von Sensorsignalen D11, D12, D13 und D14 zu beginnen.
Sobald das Pixelzeilenauswahlsignal LS1 zu dem niedrigen Pegel geändert worden ist, wird ein nächstes Pixelzeilenauswahlsignal LS2 zu dem hohen Pegel H geändert, um die zweite Pixelzeile auszuwählen, welche Pixel D21, D22, D23 und D24 enthält. Für eine spezifizierte Periode T1, während der das Signal LS2 auf dem hohen Pegel bleibt, erreichen die Pixelauswahlsig nale DS1–DS4 nacheinander den hohen Pegel H, um das aufeinander folgende Lesen von Sensorsignalen D21, D22, D23 und D24 zu beginnen.
Auf ähnliche Weise wird mit zu dem hohen Pegel H geänderten Pixelzeilenauswahlsignalen LS3 (LS4) die dritte (vierte) Pixelzeile ausgewählt und dann erreichen die Pixelauswahlsignale DS1–DS4, während einer spezifischen Periode T1, während der das Signal LS1 auf dem hohen Pegel H verbleibt, nacheinander den hohen Pegel H, um das aufeinander folgende Lesen von Sensorsignalen D31, D32, D33 und D34 (D41, D42, D43 und D44) zu beginnen.
Wenn das Pixelzeilenauswahlsignal LS1 zum niedrigen Pegel L geändert worden ist, wird die Drain-Spannung VD1 für die Pixel D11, D12, D13 und D14 in der ersten ausgewählten Zeile für eine spezifizierte Periode T2 zu dem niedrigen Pegel geschaltet, um die Pixel initialisiert und auf den nächsten Zyklus eines Lesens von Sensorsignalen vorbereitet zu machen, welcher Zyklus mit Verstreichen einer Zykluszeit T3 ausgeführt werden wird.
Wenn das Pixelzeilenauswahlsignal LS2 nach der Periode T1 zum niedrigen Pegel L geändert worden ist, wird die Drain-Spannung VD1 für die Pixel D21, D22, D23 und D24 in der zweiten ausgewählten Zeile für die spezifizierte Periode T2 zum niedrigen Pegel geschaltet, um die Pixel für den nächsten Sensorsignal-Lesezyklus zu initialisieren, welcher mit Verstreichen einer Zykluszeit T3 ausgeführt werden soll.
Auf ähnliche Weise wird die Drain-Spannung VD3 (VD4) für die Pixel D31, D32, D33 und D34 (D41, D42, D43 und D44) in der dritten (vierten) ausgewählten Zeile zu dem niedrigen Pegel geschaltet, um die Pixel für den nächsten Sensorsignal-Lesezyklus zu initialisieren, welcher mit Verstreichen einer Zykluszeit T3 ausgeführt werden soll, sobald das Pixelzeilenauswahlsignal LS3 (LS4) nach der Periode T1 zu dem niedrigen Pegel L geändert worden ist.
Obwohl die Drain-Spannung VDX zu dem niedrigen Pegel L geschaltet wird, um jede Lichtsensorschaltung zu initialisieren, wobei das Pixelzeilenauswahlsignal LSX (X=1-4) mit Verstreichen der Periode T1 auf den niedrigen Pegel reduziert ist, kann die Initialisierungszeit innerhalb der Dauer T4 liegen, für welche die Pixelzeilenauswahl pausiert, wobei das Pixelzeilenauswahlsignal sich auf dem niedrigen Pegel L befindet.
Beim Initialisieren eines jeden Pixels in dem in 8 gezeigten Bildsensor können alle Pixel D11 bis D44 gleichzeitig vor einem Lesen von Sensorsignalen aus jeweiligen Pixeln initialisiert werden.
10 zeigt ein Zeitdiagramm von Signalen, welche bei jeweiligen Abschnitten des Bildsensors erzeugt werden, wenn alle Pixel D11–D44 zur gleichen Zeit initialisiert werden.
Die Zeitfolge eines Auftretens von Signalen bei jeweiligen Abschnitten wird durch Betreiben der Pixelzeilenauswahlschaltung 1, der Pixelauswahlschaltung 2 und der Spannungs-Umschalteschaltung 5 unter der Steuerung/ Regelung einer Steuer/Regelschaltung (nicht dargestellt) entschieden.
Ein Initialisieren eines jeden Pixels bei der Zeitfolge, welche für ein Abtasten zum Lesen eines jeden Sensorsignals geeignet ist, kann eine Über- oder Unterladungs-Akkumulationsdauer für ein gesamtes System des Bildsensors vermeiden.
Somit ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen Bildsensor zu realisieren, welcher einen breiten dynamischen Bereich seiner logarithmischen Ausgabecharakteristik aufweist, ohne das Nachleuchten der Pixel zu verursachen.
11 zeigt einen Bildsensor gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In diesem Falle sind Abtast-und-Halte-Schaltungen SH1–SH4 an der Ausgangsseite von Pixeln in jeweiligen auswählbaren Pixelzeilen vorgesehen.
Wie in 12 gezeigt ist, wird jedem der Abtast-und-Halte-Schaltungen SH1–SH4 ein Abtast-und-Halte-Signal SHS gegeben, welches nacheinander Sensorsignale für jedes Pixel einer ausgewählten Pixelzeile hält.
Der derart aufgebaute Bildsensor kann Sensorsignale von jeweiligen Pixeln in der ausgewählten Pixelzeile stabil ausgeben.
Ein Bildsensor zum Betrieb durch ein Verfahren gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung verwendet eine Mehrzahl von Lichtsensorschaltungen, welche derart angeordnet sind, dass sie eine Matrix von Pixelschaltungen bilden, wobei jede von ihnen in einem fotoelektrischen Umwandlungselement einen Sensorstrom erzeugt, welcher proportional zur darauf fallenden Lichtmenge ist, und den Strom durch einen Transistor vom MOS-Typ mit einer logarithmischen Ausgabecharakteristik in einem schwachen invertierten Zustand in ein Spannungssignal umwandelt. Jede Lichtsensorschaltung ist weiter mit einem Mittel versehen zur Veränderung der Drain-Spannung des Transistors für eine spezifizierte Zeit auf einen Wert, welcher niedriger als ein normaler Wert ist, um die Schaltung vor einem Erfassen eines Lichtsignals durch Entfernen einer Ladung zu initialisieren, welche in einer parasitischen Kapazität des fotoelektrischen Umwandlungselements akkumuliert ist, wodurch ein Sensorsignal ohne die Wirkung einer Restladung erhalten wird.
Ein Bildsensor zum Betrieb durch ein Verfahren gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist gebildet aus einer Anzahl von Lichtsensorschaltungen, welche derart angeordnet sind, dass sie eine Matrix von Pixelschaltungen bilden, von denen jede in einem fotoelektrischen Umwandlungselement einen Sensorstrom erzeugt, welcher zu der darauf fallenden Lichtmenge proportional ist, und den Strom unter Verwendung eines Transistors vom MOS-Typ mit einer logarithmischen Ausgabecharaktenstik in einem schwachen invertierten Zustand in ein Spannungssignal umwandelt. Jede Lichtsensorschaltung ist weiterhin mit einer Spannungs-Umschalteschaltung versehen, durch welche die Drain-Spannung des Transistors für eine spezifizierte Zeit auf einen Wert geschaltet wird, welcher niedriger als ein normaler Pegel ist, um vor einem Erfassen eines Lichtsignals eine Ladung zu entfernen, welche in einer parasitischen Kapazität des fotoelektrischen Umwandlungselements akkumuliert ist, wodurch selbst bei einer schnellen Änderung des Sensorstroms ein Sensorsignal entsprechend der Menge an einfallendem Licht erhalten wird. Dies beseitigt die Möglichkeit eines Auftretens eines Nachleuchtens von jedem Pixel, auf welches eine geringe Menge an Licht fällt.
Ein Bildsensor zum Betrieb durch ein Verfahren gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist gebildet aus einer Anzahl von Lichtsensorschaltungen, welche derart angeordnet sind, dass sie eine Matrix von Pixeln bilden, einer Pixelzeilenauswahlschaltung zur aufeinander folgenden Auswahl von Pixelzeilen sowie einer Pixelauswahlschaltung zur aufeinander folgenden Auswahl von Pixeln in jeder ausgewählten Pixelzeile, wobei Sensorsignale in einer Zeitfolge von jeweiligen Pixeln abgetastet und gelesen werden können. Dieser Bildsensor ist weiterhin mit Spannungs-Umschalteschaltungen für jede Lichtsensorschaltung (Pixel) versehen, durch welche die Drain-Spannung eines jeden Transistors vom MOS-Typ für eine spezifizierte Zeit auf einen Wert geschaltet wird, welcher niedriger als ein normaler Wert ist, um vor einem Auswählen einer jeden Pixelzeile eine Ladung zu entfernen, die in einer parasitischen Kapazität des fotoelektrischen Umwandlungselements akkumuliert ist. Die Initialisierung eines jeden Pixels kann bei einer Zeitfolge durchgeführt werden, welche für ein Lesen eines jeden Sensorsignals geeignet ist.
Offenbart ist u.a. ein Bildsensor, bestehend aus Lichtsensorschaltungen, welche derart angeordnet sind, dass sie ein Feld von Pixeln bilden, von denen jedes in einem fotoelektrischen Umwandlungselement einen Sensorstrom erzeugt, der proportional zu der Menge von darauf einfallendem Licht ist, und den Sensorstrom durch einen Transistor vom MOS-Typ mit einer logarithmischen Ausgabecharakteristik in einem schwachen invertierten Zustand in ein Spannungssignal umwandeln, wobei ein Mittel zum Überwechseln einer Drain-Spannung des Transistors für jede Lichtsensorschaltung für eine spezifizierte Zeit zu einem Wert, welcher niedriger als ein normaler Wert ist, um eine Ladung zu entfernen, welche sich in einer parasitischen Kapazität des fotoelektrischen Umwandlungselements akkumuliert hat, um die Schaltung vor einem Erfassen eines Lichtsignals zu initialisieren. Der Bildsensor kann ein Spannungssignal erhalten, welches der Menge an einfallendem Licht entspricht, selbst dann, wenn der Sensorstrom schnell geändert worden ist, wodurch die Möglichkeit eines Auftretens eines Nachleuchtens eines jeden Pixels selbst bei einer geringen Menge an einfallendem Licht beseitigt wird.

Claims

Verfahren zum Betrieb einer ein Einheitspixel repräsentierenden Lichtsensorschaltung, welche umfasst: – ein fotoelektrisches Umwandlungselement (PD) mit einer parasitären Kapazität (C), welches einen zu einer einfallenden Lichtmenge (Ls) proportionalen Strom erzeugt, – einen ersten Transistor (Q1), dessen Source zur Umwandlung des Stroms des fotoelektrisches Umwandlungselements (PD) in eine Spannung (Vpd) mit dem fotoelektrischen Umwandlungselement (PD) verbunden ist und dessen Drain mit einer Spannungsquelle verbunden ist, deren Spannung (VD) zwischen einem hohen Spannungspegel (H) und einem niedrigen Spannungspegel (L) umschaltbar ist, – eine mit der Source des ersten Transistors (Q1) verbundene und durch einen Auslesesignalimpuls (VS) betätigbare Ausleseschaltung (Q2, Q3) zur Abgabe eines der einfallenden Lichtmenge (Ls) entsprechenden Signals, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: – Anlegen einer konstanten Spannung (VG) an das Gate des ersten Transistors (Q1) derart, dass dieser in einem Zustand schwacher Inversion arbeitet, so dass er sourceseitig den Strom des fotoelektrischen Umwandlungselements (PD) in eine zum Strom logarithmische Spannung (Vpd) umwandelt, – Schalten der Drainspannung (VD) des ersten Transistors (Q1) auf den niedrigen Spannungspegel (L) für eine erste Zeitdauer (tm), um die parasitäre Kapazität (C) über den ersten Transistor zu entladen, – Schalten der Drainspannung (VD) des ersten Transistors (Q1) auf den hohen Spannungspegel (H) für eine zweite Zeitdauer, – Anlegen des Auslesesignalimpulses an die Ausleseschaltung (Q2, Q3) während der zweiten Zeitdauer.
Verfahren zum Betrieb einer ein Einheitspixel repräsentierenden Lichtsensorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleseschaltung (Q2, Q3) umfasst: – einen zweiten Transistor (Q2), dessen Gate mi der Source des ersten Transistors (Q1) verbunden ist und dessen Source und Drain in einer Signalübertragungsleitung angeordnet sind, sowie – einen dritten Transistor (Q3), an dessen Gate der Auslesesignalimpuls (VS) anlegbar ist und dessen Source und Drain bezüglich Source und Drain des zweiten Transistors (Q2) in Reihe in der Signalübertragungsleitung angeordnet sind, wobei der Schritt einer Übertragung eines Auslesesignalimpulses umfasst: – Anlegen des Auslesesignalimpulses an das Gate des dritten Transistors (Q3) während der zweiten Zeitdauer.
Verfahren zum Betrieb eines Bildsensors, welcher eine Mehrzahl von Lichtsensorschaltungen (D11 bis D44) nach Anspruch 1 umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Anlegen einer konstanten Spannung (VG) an das Gate jedes ersten Transistors (Q1) der Lichtsensorschaltungen (D11 bis D44) derart, dass die ersten Transistoren (Q1) sich in einem Betriebszustand schwacher Inversion befinden, – Schalten der Drainspannung (VD1 bis VD4) jedes ersten Transistors der Lichtsensorschaltungen (D11 bis D44) auf den niedrigen Spannungspegel (L) für jeweils eine erste Zeitdauer (T2), um die parasitären Kapazitäten der fotoelektrischen Umwandlungselemente über die ersten Transistoren zu entladen, – Schalten der Drainspannung (VD1 bis VD4) jedes ersten Transistors (Q1) auf den hohen Spannungspegel (H) für jeweils eine zweite Zeitdauer (T3-T2), – Übertragen des Auslesesignalimpulses (LS1 bis LS4) zu jeder Ausleseschaltung der Lichtsensorschaltungen (D11 bis D44) während der jeweiligen zweiten Zeitdauer (T3-T2).
Verfahren zum Betrieb eines Bildsensors nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausleseschaltungen jeweils umfassen: – einen zweiten Transistor, dessen Gate mit der Source des ersten Transistors verbunden ist und dessen Source und Drain in einer Signalübertragungsleitung angeordnet sind, sowie – einen dritten Transistor, an dessen Gate der Auslesesignalimpuls (LS1 bis LS4) anlegbar ist und dessen Source und Drain bezüglich Source und Drain des zweiten Transistors in Reihe in der Signalübertragungsleitung angeordnet sind, wobei der Schritt einer Übertragung eines Auslesesignalimpulses umfasst: – Anlegen des Auslesesignalimpulses (LS1 bis LS4) an jeden dritten Transistor während der jeweiligen zweiten Zeitdauer (T3-T2).
Verfahren zum Betrieb eines Bildsensors nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Lichtsensorschaltungen (D11 bis D44) in einer Matrix aus durch eine Zeilenauswahlschaltung (1) auswählbaren Zeilen und durch eine Spaltenauswahlschaltung (2) auswählbaren Spalten angeordnet sind, wobei das Verfahren umfasst: – zeilenweises Schalten der Drainspannung (VD1 bis VD4) jedes ersten Transistors von Lichtsensorschaltungen (D11 bis D44) einer Zeile auf den niedrigen Spannungspegel (L) für jeweils eine erste Zeitdauer (T2), – zeilenweises Schalten der Drainspannung (VD1 bis VD4) jedes ersten Transistors von Lichtsensorschaltungen (D11 bis D44) einer Zeile auf den hohen Spannungspegel (H) für jeweils eine zweite Zeitdauer (T3-T2), – sequentielles Auswählen von Zeilen durch zeilenweises Anlegen eines gemeinsamen Auslesesignalimpulses (LS1 bis LS4) an die der jeweiligen Zeile zugeordneten Lichtsensorschaltungen (D11 bis D14, D21 bis D24, D31 bis D34 und D41 bis D44) während der jeweiligen zweiten Zeitdauer (T3-T2), – Sequentielles spaltenweises Auswählen der Lichtsensorschaltungen (D11 bis D14, D21 bis D24, D31 bis D34, und D41 bis D44) innerhalb einer gerade ausgewählten Zeile.
Verfahren zum Betrieb eines Bildsensors nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zeilenweise Schalten der Drainspannung (VD1 bis VD4) zwischen dem niedrigen (L) und dem hohen Spannungspegel (H) für alle Zeilen gleichzeitig erfolgt.
Verfahren zum Betrieb eines Bildsensors nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet; dass das zeilenweise Schalten der Drainspan- nung (VD1 bis VD4) zwischen dem niedrigen (L) und dem hohen Spannungspegel (H) sequentiell erfolgt.
Verfahren zum Betrieb eines Bildsensors nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lichtsensorschaltung (D11 bis D41, D12 bis D42, D13 bis D43, D14 bis D44) einer Spalte ausgabeseitig mit einer Abtast-und Halte-Schaltung (SH1 bis SH4) verbunden ist, wobei die der einfallenden Lichtmenge (Ls) entsprechenden Signale von Lichtsensorschaltungen (D11 bis D14, D21 bis D24, D31 bis D34 und D41 bis D44) einer Zeile auf eine Zeilenauswahl hin nacheinander in die jeweils zugeordneten Abtast-und-Halte-Schaltungen (SH1 bis SH4) ausgegeben und diese durch die Spaltenauswahlschaltung (2) spaltenweise nacheinander ausgelesen werden.
Verfahren zum Betrieb eines Bildsensors nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Schritte periodisch wiederholt werden.